Semana 8: Criação e edição de arquivos

Importante! Este material foi elaborado para ser lido em terminais e acompanhado (e praticado) em dispositivos de desktop!

Perguntas-chave

O que é um arquivo?
Como ler o conteúdo de um arquivo?
Como criar um novo arquivo?
Como alterar o conteúdo de arquivos?

O que é um arquivo

Conjunto de dados que forma uma unidade.
Gravados em dispositivos de armazenamento persistente.
Identificados por nomes.

Tipos de arquivos em sistemas UNIX-like

Diretório
Arquivo comum
Link
Pipe
Socket
Dispositivo bloco
Dispositivo caractere

Como o conteúdo dos arquivos é acessado

Os arquivos são acessados quando um processo requisita ao sistema uma via para escrita ou leitura de seu conteúdo. Em programação, é comum chamarmos essas vias de file handlers, mas, nos sistemas UNIX/Linux, elas são chamadas de descritores de arquivos.

O que são descritores de arquivos

No UNIX (e no Linux) tudo é arquivo.
O hardware é abstraído pelo kernel como arquivos de dispositivos.
Os fluxos de dados trafegam por descritores de arquivos (fd).
Descritores de arquivos são ligações simbólicas (links) com dispositivos de terminal e outros tipos de arquivos.

Fluxos de dados padrão

STDIN, STDOUT e STDERR são os fluxos de dados padrão, ou seja, todo processo é iniciado com acesso a esses três dispositivos. Na prática, eles são ligações simbólicas para os descritores de arquivos atribuídos ao processo.

$ ls -l /dev/std*
lrwxrwxrwx 1 root root 15 mar 31 01:54 /dev/stderr -> /proc/self/fd/2
lrwxrwxrwx 1 root root 15 mar 31 01:54 /dev/stdin -> /proc/self/fd/0
lrwxrwxrwx 1 root root 15 mar 31 01:54 /dev/stdout -> /proc/self/fd/1

Por sua vez, os descritores de arquivos são ligações simbólicas com um dispositivo de terminal.

$ ls -l /proc/self/fd
lr-x------ 1 blau blau 64 abr  5 10:40 3 -> /proc/738490/fd
lrwx------ 1 blau blau 64 abr  5 10:40 0 -> /dev/pts/0
lrwx------ 1 blau blau 64 abr  5 10:40 1 -> /dev/pts/0
lrwx------ 1 blau blau 64 abr  5 10:40 2 -> /dev/pts/0

Redirecionamentos e pipes

Originalmente, os fluxos de dados padrão originam-se no teclado do terminal ou destinam-se ao display do terminal. Quando queremos mudar este comportamento, nós recorremos aos mecanismos dos pipes e redirecionamentos:

Redirecionamento: fluxo de dados entre processos e arquivos.
Pipe: fluxo de dados entre dois processos.

Embora o efeito final seja o fluxo entre processos, o mecanismo do pipe é implementado na forma de dois redirecionamentos com o mesmo arquivo de pipe.

    +------------+ FD1    +------+    FD0 +------------+
    | PROCESSO 1 |------->| PIPE |------->| PROCESSO 2 |
    +------------+ W      +------+      R +------------+

Como criar um novo arquivo

Com editores de texto (vi, vim, nano, etc).
Pelo efeito do uso de alguns utilitários (touch, por exemplo).
Com redirecionamentos de escrita (>) ou de append (>>).

Nota: outilitário touch é tradicionalmente associado à criação de novos arquivos, mas isso é apenas um efeito colateral opcional da sua principal finalidade, que é alterar a data e a hora do último acesso a um arquivo.

Redirecionamento de escrita

A saída de dados é escrita em um arquivo.
Se o arquivo não existir, ele será criado.
Se existir, seu conteúdo será truncado antes do início da escrita.

Nota: como podemos ver, os redirecionamentos de escrita também funcionam para a escrita de dados em arquivos, mesmo que eles já existam.

Redirecionamento de ‘append’

A saída de dados é escrita em um arquivo.
Se o arquivo não existir, ele será criado.
Se existir, novas linhas serão incluídas no final do conteúdo original.

Outra forma de alterar o conteúdo de arquivos

Utilitário sed (stream editor) com a opção -i também é capaz de modificar o conteúdo de arquivos. Na implementação GNU, também é possível criar um arquivo de backup passado um sufixo como argumento da opção -i:

$ echo $'banana\nlaranja' > teste.txt
$ cat teste.txt 
banana
laranja
$ sed -i 's/banana/abacate/' teste.txt 
$ cat teste.txt 
abacate
laranja
$ sed -i.bkp 's/abacate/pitanga/' teste.txt 
$ cat teste.txt 
pitanga
laranja
$ cat teste.txt.bkp 
abacate
laranja

Como ler o conteúdo de arquivos

O usuário pode ler (visualizar) o conteúdo de arquivos…

Imprimindo no terminal com utilitários apropriados.
Abrindo com paginadores (more, less, most, etc).
Abrindo com editores de texto.

Mas, se estivermos falando sobre como os processos podem ler o conteúdo de arquivos, a resposta será: com redirecionamento de leitura (<).